Registrační teploměr

Transkript

1 Popis zapojení: Registrační teploměr ukládá aktuální teplotu do paměti EEPROM v intervalu jedné hodiny. Zařízení je vybaveno zdrojem reálného času (RTC), který zároveň probouzí mikroprocesor ze stavu spánku. Zařízení proto vyniká nízkou spotřebou, dlouhou dobou záznamu a v neposlední řadě i srozumitelnou nabídkou v prostředí hyperterminálu. Jako teplotní sensor byl zvolen obvod firmy Dallas DS18B20, který má dostatečnou přesnost a komunikuje po 1wire sběrnici. Komunikace s pamětí, hodinami RTC probíhá po sběrnici I2C. Zařízení je vybaveno převodníkem pro USB rozhraní, který se spojí s počítačem PC. Blokové schéma zapojení: Nulový příkon v klidu (méně než 10A) Přesnost měření +- 0,5 C (12-bit měření čidlem DS18B20) Bohatá kapacita paměti, více než 8000 záznamů, skoro 1rok zápisu po jedné hodině Přenos dat pomocí USB 2.0 rozhraní Bezpečné a intuitivní ovládání, nastavení hyperterminálem ve Windows RTC DS 1337 INT I2C P ATMEGA8 USB FTDI232 1WIRE EEPROM 24LC512 TEMP DS 18B20 INT tlačítko DS18B20 nemusí pracovat při napětí pod 3V. Při zaplněné EEPROM, může uložení hodnoty trvat poněkud déle, protože před každým zápisem se paměť skenuje a hledá volné místo. Doba čtení, při zaplněné paměti může trvat více než minutu (1:20). Verze provedení a firmware: MH2009_02 schéma zapojení: firmware 1.5 Základní technické údaje: Napájecí napětí: Klidový odběr proudu: Odběr během provozu: Přesnost měření teploty: Velikost paměti: Délka záznamu: Interval zápisu: Reálný čas: Komunikace: 3 až 5V (bateriemi) 2A 10mA(měření), 5mA(USB) 0,5 C; zobrazení na 1 desetinné místo, 12-bit 24LC512 (512kbit, tj. 64kB) cca 8192, tj. 341dní pevný, každou hodinu ano, včetně data, nutné nastavit po každém vložení baterií rozhraní USB 2.0, hyperterminál Uložená data setrvají v paměti EEPROM i po odpojení baterií i při případném upgrade firmware Rozsah měřených teplot je omezen bateriemi. Strana 1 z 10 Registrační teploměr MH2009_02, verze 1

2 Ovládání přístroje: Registrační teploměr má snadné a intuitivní ovládání. Teploměr je trvale vypnutý a zapíná se stiskem tlačítka nebo událostí od zdroje reálného času (během měření). Nejprve vložíme baterie. Zařízení může být sice detekováno počítačem i bez baterií, nicméně veškeré obvody a zejména zdroj reálného času je napájen z baterií. Po každém odpojení baterií je nezbytné znovu nastavit datum a čas! Stiskem tlačítka se rozsvítí zelená LED, která signalizuje spuštění automatického ukládání teploty, přičemž se zapíše do paměti aktuální datum, čas a teplotu. Dioda změní barvu ze zelené na červenou, tím zařízení přichází do režimu spánku. Pak každou následující celou hodinu se teploměr probudí a zaznamená datum čas a teplotu. Pozor zelená dioda zhasne až po uskutečněném zápisu do paměti, což může trvat i více než minutu! Dalším stiskem tlačítka se rozsvítí jen červená LED a po chvíli zhasne, tím je ukončeno automatického ukládání a zařízení přechází do režimu spánku. Pokud je zařízení připojené k USB a stiskneme opět tlačítko, aktivuje se komunikační režim, který se ovládá klávesnicí PC v hyperterminálu, zelená LED se trvale rozsvítí. S pomocí hyperterminálu je třeba nastavit datum a čas, stiskneme proto na klávesnici PC klávesu S a zadáme datum a čas ve tvaru: :24 I. stisk tlačítka: spuštění automatického ukládání hodnot II. stisk tlačítka: ukončení automatického ukládání hodnot USB + stisk tlačítka: Komunikační režim v hyperterminálu Práce s hyperterminálem: HLAVNI NABIDKA: T... aktualni teplota R... Vypis dat W... Rucni ulozeni C... Nastaveni data a casu F... Format EEPROM H... Vypis EEPROM I... Informace o zarizeni K... KONEC KOMUNIKACE 1; :41:44;+21,1 2; :42:00;+21,1 3; :43:00;+21,1 4; :44:00;+21,0 5; :45:00;+21,0 6; :46:00;+21,0 7; :47:00;+21,0 8; :48:00;+21,0 9; :49:00;+21,1 1) Nejprve připojíme teploměr k počítači 2) Otevřeme hyperterminál a ujistíme se o otevřeném připojení 3) Stiskneme tlačítko na teploměru a v hyperterminálu se zobrazí hlavní nabídka Strana 2 z 10 Registrační teploměr MH2009_02, verze 1

3 Schéma zapojení: Osazovací plán: Výkres plošného spoje: Strana 3 z 10 Registrační teploměr MH2009_02, verze 1

4 Rozpis materiálu: C1 kondenzátor SMD p C2 kondenzátor SMD p C3 elektrolytický kondenzátor 6V 1uF C4 elektrolytický kondenzátor 6V 22uF C5 elektrolytický kondenzátor 6V 22uF C9 kondenzátor SMD n C10 kondenzátor SMD n D1 LED dioda DUOLED-RG-C D2 dioda 1N4148 IC1 mikroprocesor 3V / 8MHz, TQFP32 ATMEGA8AU IC2 integrovaný obvod DS18B20 IC3 sériová paměť EEPROM 24LC512 IC4 integrovaný obvod DS1337 IC5 integrovaný obvod FT232RL K1 konektor USB mini USBMINI R1 rezistor SMD k R2 rezistor SMD k R3 rezistor SMD k R4 rezistor SMD k R5 rezistor SMD k R6 rezistor SMD k R10 rezistor SMD k R11 rezistor SMD k R12 rezistor SMD k R13 rezistor SMD k R14 rezistor SMD k TL1 mikrospínač 90 X1 krystal 8MHz 8.00MHz X2 krystal 32kHz kHz 10ks lámací piny Stavba a oživení: Stavbu zahájíme osazením konektoru USB. Důkladně ověříme kvalitu pájených spojů ohmetrem, plošný spoj je vybaven testovacími ploškami, kvůli snažšímu měření. Dále pak osadíme integrovaný obvod IC 5 (FTDI) a kondenzátory C9 a C10. Signály RxD a TxD vzájemně propojíme. Nyní by měl obvod FTDI po připojení k počítači PC fungovat. Počítač bude obvod detekovat jako neznámé zařízení a bude třeba nainstalovat ovladače pro obvod FTDI. Pokud instalace ovladačů proběhla v pořádku, mělo by být teploměr zobrazen i ve správci zařízení, kde i přiřadíme číslo portu, které budeme používat: Pustíme hyperterminál a nastavíme parametry komunikace, viz kapitola Návod k obsluze. Pak by měl hyperterminál zobrazovat znaky vkládané z klávesnice. Pokud je vše v pořádku, vyjmeme spojku mezi signály RxD a TxD. Zkontrolujeme správné osazení všech součástek a ověříme, zdali nejsou na desce nějaké zkraty. Strana 4 z 10 Registrační teploměr MH2009_02, verze 1

5 Nahrávání firmware: Firmware vždy nahráváme s odpojenými bateriemi a teploměr nesmí být připojen ani k USB rozhraní. Změna firmware nemá vliv na již uložená data v paměti EEPROM. Programování teploměru provádíme přes ISP rozhraní a programátor ASIX PRESTO. V počítači spustíme program UP ( a nastavíme: 2 3 1) Vybereme součástku (F4), kterou budeme programovat, pro nás tedyatmega8 2) Zvolíme soubor - otevřít a vybereme aktuální verzi firmware *.hex. 3) Nastavíme veškeré pojistky v okně konfigurace a pravým tlačítkem myší zvolíme: zapamatovat pojistky. Chybný krok může nenávratně zablokovat mikroprocesor!!! 4) Pozor, pokud je mikroprocesor programován poprvé, je třeba nastavit frekvenci krystalu na hodnotu: > 100kHz. Při dalších programováních, eventuelně upgradech firmware nastavíme položku frekvence krystalu na > 5.5MHz. Programování je pak výrazně rychlejší. 5) Stiskneme tlačítko programovat. 2) Pokud bylo programování úspěšné, ověříme, zda-li je možné načíst paměť mikroprocesoru do počítače. Stiskneme v programu UP tlačítko přečíst. 3) Odpojíme programátorasix PRESTO. 4) Je-li vše v pořádku, teploměr by měl po připojení baterií fungovat. (viz. kapitola Návod k obsluze ) 1 Strana 5 z 10 Registrační teploměr MH2009_02, verze 1

6 Fotogalerie: Strana 6 z 10 Registrační teploměr MH2009_02, verze 1